Teknik PCB - Bagaimana untuk menangani isyarat papan PCB menyeberangi garis pembahagian?

Dalam proses reka PCB, pembahagian pesawat kuasa atau pesawat tanah akan membawa ke pesawat tidak lengkap. Apabila isyarat dijalurkan, pesawat rujukannya akan menyeberang dari satu pesawat bekalan kuasa ke lain. Fenomen ini dipanggil segmen salib isyarat.

Diagram skematik fenomena segmentasi salib

Dalam sistem isyarat digital papan kelajuan tinggi, isyarat kelajuan tinggi mengambil pesawat rujukan sebagai laluan kembali, iaitu laluan kembali. Apabila pesawat rujukan tidak lengkap, kesan negatif berikut akan berlaku:

Ia akan menyebabkan penghentian pengendalian kawat;

Ia mudah untuk menyebabkan persimpangan antara isyarat;

Ia akan menyebabkan refleksi antara isyarat;

Meningkatkan kawasan loop dan induktansi semasa membuat bentuk gelombang output mudah untuk bergerak;

Pada masa yang sama, ia mudah dipengaruhi oleh medan magnetik angkasa;

meningkatkan kemungkinan medan magnetik menyambung dengan sirkuit lain di papan;

Tekanan papan frekuensi tinggi pada induktan loop membentuk sumber radiasi mod umum, dan menghasilkan radiasi mod umum melalui kabel luaran.

Oleh itu, kawat PCB sepatutnya hampir ke pesawat yang mungkin dan menghindari segmen salib. Keadaan ini hanya dibenarkan dalam garis isyarat kelajuan rendah jika ia mesti menyeberangi bahagian atau tidak boleh dekat dengan pesawat tanah bekalan kuasa.

Rawatan segmen jangkauan dalam desain

Bagaimana untuk menangani segmen salib yang tidak dapat dihindari dalam rekaan PCB? Dalam kes ini, perlu menjahit segmen untuk menyediakan laluan kembalian pendek untuk isyarat. Kaedah pemprosesan umum menambah kondensator jahitan dan bergerak melalui garis.

, kondensator jahitan

Biasanya, kondensator keramik berkemas 0402 atau 0603 ditempatkan di bahagian salib isyarat. Nilai kondensasi bagi kondensator ialah 0.01uF atau 0.1uF. Jika ruang membenarkan, beberapa kondensator tersebut boleh ditambah.

Pada masa yang sama, cuba memastikan garis isyarat berada dalam julat 200 mil kondensator jahitan, dan semakin kecil jarak, semakin baik; semasa rangkaian pada kedua-dua hujung kondensator sepadan dengan rangkaian pesawat rujukan melalui mana isyarat melewati. Lihat rangkaian tersambung pada kedua-dua hujung kondensator dalam figur di bawah, dua rangkaian berbeza dengan warna cerah:

Jabatan garis salib

Ia adalah biasa untuk "tanah paket" isyarat menyeberangi segmen dalam lapisan isyarat, atau garis isyarat rangkaian lain mungkin termasuk. Garis "tanah paket" ini sepatutnya sebisak mungkin. Untuk kaedah pemprosesan ini, rujuk kepada figur berikut.

Kekuatan kabel isyarat kelajuan tinggi

Kabel papan lapisan berbilang

Sirkuit wayar papan kelajuan tinggi biasanya terintegrasi tinggi dan mempunyai ketepatan wayar tinggi. Penggunaan papan berbilang lapisan tidak hanya diperlukan untuk kawat, tetapi juga cara yang efektif untuk mengurangi gangguan.

Pemilihan yang masuk akal bagi bilangan lapisan boleh mengurangkan saiz papan cetak, menggunakan lapisan tengah untuk menetapkan perisai, lebih sedar pendaratan dekat, mengurangkan induksi parasit secara efektif, mengurangkan panjang transmisi isyarat, dan mengurangkan gangguan salib antara isyarat.

Semakin kurang bengkok wayar utama, semakin baik

Semakin kurang bengkok utama antara pins papan kelajuan tinggi, semakin baik.

Kawalan utama sirkuit wayar papan kelajuan tinggi mengadopsi garis lurus penuh, yang perlu ditukar, dan boleh ditukar dengan garis atau lengkung patah 45 °. Keperluan ini hanya digunakan untuk meningkatkan kekuatan pemasangan foli besi dalam sirkuit frekuensi rendah.

Dalam sirkuit kelajuan tinggi, memenuhi keperluan ini boleh mengurangi emisi luar dan sambungan isyarat kelajuan tinggi, dan mengurangi radiasi dan refleksi isyarat.

Semakin pendek petunjuk, semakin baik

Semakin pendek petunjuk antara pin peranti sirkuit kabel isyarat kelajuan tinggi, semakin baik.

Semakin panjang pemimpin, semakin besar indunan dan kapasitasi yang disebarkan, yang akan mempunyai banyak pengaruh pada melalui isyarat frekuensi tinggi sistem, dan juga mengubah impedance karakteristik sirkuit, yang menyebabkan refleksi dan oscilasi sistem.

Semakin kurang interlaminar alternatif, semakin baik

Semakin kurang alternatif lapisan lead antara pins papan kelajuan tinggi, semakin baik.

Yang dipanggil "alternatif yang kurang interlaminar bagi petunjuk, lebih baik", bermakna yang kurang vias digunakan dalam proses sambungan komponen, lebih baik.

Ia diukur bahawa melalui boleh membawa sekitar 0.5pf kapasitas yang disebarkan, yang membawa kepada peningkatan yang signifikan dalam lambat sirkuit. Kekurangan bilangan vial boleh meningkatkan kelajuan secara signifikan.

Perhatikan gangguan salib selari

Dalam kawalan isyarat papan kelajuan tinggi, perhatian patut diberikan kepada "gangguan salib" disebabkan oleh laluan selari dekat garis isyarat. Jika distribusi selari tidak dapat dihindari, kawasan besar "tanah" boleh diatur di sisi bertentangan garis isyarat selari untuk mengurangi gangguan.

Hancurkan cabang dan tongkat

Kawalan isyarat papan kelajuan tinggi patut menghindari cabang atau barang.

Stump mempunyai pengaruh besar pada impedance, yang boleh membawa kepada refleksi isyarat dan overshoot, jadi kita perlu menghindari stump dan cabang dalam desain.

Menggunakan kabel rantai krisantem akan mengurangkan kesan pada isyarat.

Garis isyarat sepatutnya berada dalam lapisan dalaman sejauh mungkin

Garis isyarat papan frekuensi tinggi mudah untuk menghasilkan radiasi elektromagnetik besar apabila ia pergi pada permukaan, dan ia juga mudah untuk diganggu oleh radiasi elektromagnetik luaran atau faktor.

Jika garis isyarat papan frekuensi tinggi ditetapkan antara bekalan kuasa dan wayar tanah, radiasi yang dijana akan dikurangkan dengan besar melalui penyorban gelombang elektromagnetik oleh bekalan kuasa dan lapisan bawah.